發(fā)布時間：2020-06-20 00:57

【摘要】：煤焦油是焦化生產(chǎn)中產(chǎn)生量最大的副產(chǎn)物,而在中低溫煤焦油中,酚類化合物大約占30%,含酚焦油經(jīng)初步分離之后可得到苯酚-吡啶-茚滿的三元混合物系。此三元混合物系中苯酚與吡啶共沸,共沸溫度為183.2℃,茚滿的沸點為177.9℃,沸點相差很近,采用普通的精餾方法很難實現(xiàn)組分的分離,但苯酚能夠進行烷基化反應,如果通過烷基化反應生成了苯酚烷基化產(chǎn)物,就可以打破苯酚和吡啶共沸組成,增大與茚滿的相對揮發(fā)度,再用精餾的方法實現(xiàn)烷基化產(chǎn)物與吡啶、茚滿的分離,此分離路徑同時也可得到苯酚烷基化產(chǎn)物。在各類苯酚烷基化產(chǎn)物中,以叔丁基苯酚最為普遍,相關研究也很多。叔丁基苯酚是精細化工中重要的中間體,主要包括2-叔丁基苯酚、4-叔丁基苯酚、2,4-二叔丁基苯酚、2,4,6-三叔丁基苯酚,其主要應用于表面活性劑、抗氧劑、涂料和油漆的生產(chǎn)。本文主要研究苯酚-吡啶-茚滿三元物系的烷基化反應以及烷基化后物系的分離模擬,以三元混合物系苯酚-吡啶-茚滿為原料,叔丁醇為烷基化劑,LXC-101、LXC-102磺酸基酸性樹脂為催化劑,在固定床反應器中進行液相烷基化反應生成叔丁基苯酚。實驗使用了兩種催化劑研究反應溫度、反應空速以及原料與叔丁醇的摩爾比對苯酚轉化率和叔丁基苯酚的選擇性的影響。優(yōu)化后的反應條件為:以低溫LXC-101磺酸基酸性樹脂作為催化劑,反應壓力1.0MPa、反應溫度85℃、反應空速0.5h~(-1)、三元混合物系與叔丁醇摩爾比1:3,苯酚的轉化率最大可達到81.9%,2,4-二叔丁基苯酚的選擇性為48.4%;以高溫LXC-102磺酸基酸性樹脂作為催化劑,反應壓力1.0MPa、反應溫度105℃、反應空速1.0h~(-1)、三元混合物系與叔丁醇摩爾比1:3,苯酚的轉化率最大為91.5%,2,4,6-三叔丁基苯酚的選擇性為62.1%。本文又以烷基化反應后的混合物系為原料,進行精餾分離,對精餾過程進行模擬研究。研究了理論板數(shù)、進料板位置、回流比等參數(shù)對分離效果的影響,優(yōu)化后的操作條件為:預處理塔理論板數(shù)30、進料板位置在第14塊、回流比2,脫2,4,6-三叔丁基苯酚塔理論板數(shù)95、進料板位置在第44塊、回流比12,脫2,4-二叔丁基苯酚塔理論板數(shù)42、進料板位置在第16塊、回流比4,4-叔丁基苯酚塔理論板數(shù)44、進料板位置在第10塊、回流比7。精餾分離結果如下:預分離塔可得到99.9%的混合叔丁基苯酚,脫2,4,6-三叔丁基苯酚塔可得到純度為99.8%的2,4,6-三叔丁基苯酚,脫2,4-二叔丁基苯酚塔可得到純度為99.7%的2,4-二叔丁基苯酚,4-叔丁基苯酚塔可得到純度為99.9%的4-叔丁基苯酚。
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TQ522.6
【圖文】：

圖 1.2 苯酚和甲醇反應的主要路徑Fig.1.2 Main reaction pathway for phenol and methanol（2）苯酚和叔丁醇苯酚與叔丁醇烷基化反應可能路徑如圖 1.3[35]所示：OHOCH3+ CH3OHCatOHCH3CH3OHOHH3CanisoleO-alkyationortho-cresolC-alkylation2,6-xyle

2-三元混合物系罐，3-微量進料泵，4-混合器，5-固定床反應器，6-取樣閥圖 2.1 固定床實驗裝置示意圖Fig Schematic diagram of fixed-bed reactor固定床反應裝置如圖 2.1。固定床反應器為長 700mm，內(nèi)徑 18mm 的不銹管，控溫區(qū)由管式電阻爐加熱，由控溫儀控制程序升溫加熱，用熱電偶測量催劑床層溫度，測量誤差不超過 1°C。催化劑裝入反應器中部，實驗開始前要對個裝置的氣密性進行檢測，用蘸有肥皂水的毛刷在體系的各個接口處涂抹，確體系無泄漏處后方可進行實驗。2.3 反應機理苯酚與叔丁醇的反應方程式如下圖 2.2OH+ OHCatOH+OH+OH+OH

【參考文獻】

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本文編號：2721613